• Portal do Governo Brasileiro

Plataforma Sucupira

Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
NANOCIÊNCIAS E MATERIAIS AVANÇADOS (33144010006P9)
Tecnologias dos derivados de grafeno relacionadas a energias limpas na fabricação de ímãs sinterizados de terras raras
JORGE COSTA SILVA FILHO
TESE
30/04/2024

A presente tese de doutorado apresenta cinco capítulos, o primeiro deles descreve meu percurso durante a pós-graduação, que, para além dos experimentos técnicos, foi permeada por desafios e obstáculos. Representa não apenas a busca pelo conhecimento, mas também a resistência às estruturas de poder que perpetuam a exclusão e o racismo. Os quatro capítulos seguintes descrevem uma nova metodologia para a produção de ímãs sinterizados de Neodímio-Ferro-Boro (NdFeB), seguindo a abordagem convencional da metalurgia do pó. Neste sentido, esses materiais abrangem um amplo espectro de usos, desde motores de aerogeradores até veículos elétricos e híbridos. A inovação neste projeto, reside na inclusão de óxido de grafeno reduzido (rGO) durante o processo de moagem mecânica (MM), resultando no compósito de pós magnéticos NdFeB-rGO, utilizado na fabricação dos ímãs. Neste processo foram investigados: o efeito de diferentes adições de rGO (1 a 15 mg) durante a etapa de MM da liga NdFeB (Nd14,19Fe75,59B5,77Co3,30Dy0,43Cu0,16Al0,37Ga0,20) e; a influência dos diferentes tempos de MM (7 a 45 min) com 2,5 mg de rGO. O rGO foi obtido por redução térmica do GO sintetizado pelo método de Hummer's modificado e adaptado. Os padrões de difração de raios X (DRX) do GO apresentaram um pico em 2θ = 10°, relacionado à reflexão (002), que se deslocou para 2θ = 25° após tratamento térmico sob atmosfera de nitrogênio, indicando a redução do GO. Foi observado que o rGO atuou como lubrificante, evitando a soldagem dos pós magnéticos da liga no vaso de moagem. Os DRX do compósito NdFeB-rGO mostraram picos correspondentes à fase Nd2Fe14BH1.86, sem detecção de carbeto ou outros compostos de carbono. A microscopia eletrônica revelou a presença de rGO encapsulando as partículas de NdFeB-rGO, enquanto a microscopia eletrônica de varredura dos ímãs exibiu tamanhos de grão variando de 0,5 µm a 6,8 µm. A partir disso, foi verificado que o melhor fator de quadratura deste estudo, são para ímãs sinterizados produzidos com 2,5 mg de rGO durante 30 minutos de moagem, consequentemente, apresentaram as melhores propriedades magnéticas. Para os ímãs produzidos com esta liga, revelaram a remanência (Br) de 0,47 T (0,1% em peso de rGO) a 1,13 T (0,02% em peso de rGO), coercividade intrínseca (iHc) de 263,50 kAm-1 (0,1% em peso de rGO) a 765,07 kAm-1 (0,02% em peso de rGO), e produto energético máximo (BHmax) de 19,82 kJm-3 a 232,30 kJm-1

Grafeno;oxido de grafeno reduzido;moagem mecânica;imãs sinterizados de NdFeB.
The present doctoral thesis comprises five chapters. The first one depicts my journey throughout graduate studies, which, beyond technical experiments, was fraught with challenges and obstacles. It embodies not only the pursuit of knowledge but also resistance against power structures perpetuating exclusion and racism. The subsequent four chapters delineate a novel methodology for producing Neodymium-Iron-Boron (NdFeB) sintered magnets, adhering to the conventional approach of powder metallurgy. In this regard, these materials span a wide spectrum of applications, from wind turbine motors to electric and hybrid vehicles. The innovation in this project lies in the inclusion of reduced graphene oxide (rGO) during the mechanical milling (MM) process, resulting in the NdFeB-rGO magnetic powder composite used in magnet fabrication. In this process, the effects of different rGO additions (1 to 15 mg) during the MM stage of the NdFeB alloy (Nd14,19Fe75,59B5,77Co3,30Dy0,43Cu0,16Al0,37Ga0,20) and the influence of different MM times (7 to 45 min) with 2.5 mg of rGO were investigated. The rGO was obtained by thermal reduction of the graphene oxide (GO) synthesized by the modified and adapted Hummer's method. The X-ray diffraction (XRD) patterns of the GO showed a peak at 2θ = 10°, related to the (002) reflection, which shifted to 2θ = 25° after thermal treatment under a nitrogen atmosphere, indicating the reduction of GO. It was observed that the rGO acted as a lubricant, preventing the welding of the magnetic powders of the alloy in the milling vessel. The XRD of the NdFeB-rGO composite showed peaks corresponding to the Nd2Fe14BH1.86 phase, with no detection of carbide or other carbon compounds. Electron microscopy revealed the presence of rGO encapsulating the NdFeB-rGO particles, while scanning electron microscopy of the magnets exhibited grain sizes ranging from 0.5 µm to 6.8 µm. From this, it was verified that the best squareness factor of this study is for sintered magnets produced with 2.5 mg of rGO for 30 minutes of milling, consequently exhibiting the best magnetic properties. For magnets produced with this alloy, they revealed remanence (Br) from 0.47 T (0.1% by weight of rGO) to 1.13 T (0.02% by weight of rGO), intrinsic coercivity (iHc) from 263.50 kAm-1 (0.1% by weight of rGO) to 765.07 kAm-1 (0.02% by weight of rGO), and maximum energy product (BHmax) from 19.82 kJm-3 to 232.30 kJm-1
Graphene;reduced graphene oxide;mechanical milling;NdFeB sintered magnets.
1
351
PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
O trabalho possui divulgação autorizada
NMA - JORGE COSTA SILVA FILHO.pdf

Contexto

NANOCIÊNCIAS E MATERIAIS AVANÇADOS
-
-

Banca Examinadora

MARCIA TSUYAMA ESCOTE
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
DEMETRIO JACKSON DOS SANTOS Docente - PERMANENTE
ROOSEVELT DROPPA JUNIOR Docente - COLABORADOR
SONIA GUIMARAES Participante Externo
ANIBAL DE ANDRADE MENDES FILHO Participante Externo
MARCIA TSUYAMA ESCOTE Docente - PERMANENTE

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
CONS NAC DE DESENVOLVIMENTO CIENTIFICO E TECNOLOGICO - Bolsa de Doutorado no País GD 48

Vínculo

-
-
-
Sim
Plataforma Sucupira
Capes UFRN RNP
  • Compatibilidade
  • . . .
  • Versão do sistema: 3.85.13
  • Copyright 2022 Capes. Todos os direitos reservados.

Nós usamos cookies para melhorar sua experiência de navegação no portal. Ao utilizar o gov.br, você concorda com a política de monitoramento de cookies. Para ter mais informações sobre como isso é feito, acesse Política de cookies.Se você concorda, clique em ACEITO.

Politica de Cookies

O que são cookies?

Cookies são arquivos salvos em seu computador, tablet ou telefone quando você visita um site.Usamos os cookies necessários para fazer o site funcionar da melhor forma possível e sempre aprimorar os nossos serviços. Alguns cookies são classificados como necessários e permitem a funcionalidade central, como segurança, gerenciamento de rede e acessibilidade. Estes cookies podem ser coletados e armazenados assim que você inicia sua navegação ou quando usa algum recurso que os requer.

Cookies Primários

Alguns cookies serão colocados em seu dispositivo diretamente pelo nosso site - são conhecidos como cookies primários. Eles são essenciais para você navegar no site e usar seus recursos.
Temporários
Nós utilizamos cookies de sessão. Eles são temporários e expiram quando você fecha o navegador ou quando a sessão termina.
Finalidade
Estabelecer controle de idioma e segurança ao tempo da sessão.

Cookies de Terceiros

Outros cookies são colocados no seu dispositivo não pelo site que você está visitando, mas por terceiros, como, por exemplo, os sistemas analíticos.
Temporários
Nós utilizamos cookies de sessão. Eles são temporários e expiram quando você fecha o navegador ou quando a sessão termina.
Finalidade
Coletam informações sobre como você usa o site, como as páginas que você visitou e os links em que clicou. Nenhuma dessas informações pode ser usada para identificá-lo. Seu único objetivo é possibilitar análises e melhorar as funções do site.

Você pode desabilitá-los alterando as configurações do seu navegador, mas saiba que isso pode afetar o funcionamento do site.

Chrome

Firefox

Microsoft Edge

Internet Explorer